浅谈多校区视频交互教学系统的构建和使用分析
【论文摘 要】随着高校教育网的发展，大学校园的拓宽，需要引进一种新的教学系统来方便师生的教学工作。本文介绍了复旦大学多校区视频交互教学系统的建设和使用，并且通过调查问卷方式总结了师生对于该系统的认可和不足之处，为今后的进一步发展提供了必要的依据。
一、发展视频交互教学系统的背景
进入21世纪以后，随着我国大学校园的发展，以前规划的校区已经远远跟不上学校的需求。而城市的开发已经阻碍了学校的主校区向周边的拓宽能力，于是很多学校只能在远离主校区的地方建设分校区。校区之间的距离和大学普遍开展的通识教育之间产生了很大的矛盾，这就需要一种新的教学系统能够解决这种空间距离造成的阻碍。通过分析教与学的需要，我们认为这套新系统应该要具备下面几个功能：
1.能够将教师现场授课视频和音频传送到其他校区教室实现实时直播授课，视音频要同步，声音要清晰；
2.通过系统服务器的控制， 能够按需设置某教室为教师端或学生端；
3.学生和教师之间建立视频连接，实现教师实时答疑；
4.管理人员能够通过监控系统实时观察各个校区的系统和收看情况，并且能通过该系统远程协助。
#p#副标题#e#
二、构建多校区视频交互教学系统
2008年，我们和某公司根据上述的功能分析，设计了一套多校区视频交互教学系统。该系统是在原有的录播系统的基础上增加了交互教学功能。新的系统主要是由课程录播系统、流媒体服务器、网络视频服务器和后台监控服务器等四个部分组成。
（一）课程录播系统
课程录播系统主要是由全自动录播操作台、全自动录播编辑机、图形图像工作站、输入/输出及多媒体设备和超声波定位系统构成。
（二）网络视频服务器
网络视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理并完成网络传输的专用设备，从而实现远程监控的功能。由于它具有独立完成网络传输功能，不需要另外设置计算机，故其能实现简单的IP方式组网，是传统的模拟监控所无法实现的。每部网络视频服务器具有网段内唯一IP地址，通过网络连接方便对该设备（IP地址）进行控制管理，也即通过IP地址识别、管理、控制该网络视频服务器所连接的视频源。根据这些体特点，本系统中，网络视频服务器用来提供后台监控服务器的画面、上课实时交互的视音频和上课前准备直播的画面。
（三）流媒体服务器
流媒体服务器的主要功能是以流媒体传输协议（RTP/RTSP、MMS、RTMP等）将视频文件传输到客户端，供用户在线观看；也可从视频采集、压缩软件接收实时视频流，再以流媒体传输协议直播给客户端。本系统利用流媒体服务器的第二个功能将主讲教室的上课视频实时直播给各个分校区。而流媒体向外播放的方式有三种：单播、广播和组播。因为组播具有节省服务器负载和不受客户接入端带宽的限制，所以我们决定采用组播的方式进行直播。但是因为组播没有纠错机制，发生丢包错包后难以弥补，网络不畅就会造成拖屏的现象，所以课前可以使用MCastTest20这个软件来进行组播丢包率的测试，该软件包括发送端和接收端，可以设置不同的组播地址、端口、带宽和测试包尺寸。由于本系统每个校区的教室中都有录播系统，都能录制出流媒体视频文件，我们可以通过流媒体服务器选择发送的流媒体源来设置教师端。根据这个原理我们设计出一套流媒体源的选择软件，根据实际课程的安排，通过这套软件设置哪间教室提供流媒体源（教师端），哪间教室需要接受这些流媒体（学生端）。
（四）后台监控服务器
考虑到人工利用效率的问题，我们只是在一个校区设置了后台管理中心。而对于其他校区系统的管理，我们主要通过后台监控服务器。该服务器不仅有监控管理的功能，还能开启和关闭其他校区的多媒体设备。
#p#副标题#e#
三、多校区视频交互教学系统的应用
自从该系统2008年下半年投入使用，通过前期开展大型讲座的测试，我们摸索出一套该系统的应用流程。目前主要投入到本科生通识课程的教学中来。
（一）课程的编排
每个学期开始前，学校教务处会选择一些广受欢迎名师的通识教育课程作为交互教学课程，这些课程会固定安排在设有多校区视频交互教学系统的教室里，各校区学生根据就近原则进行选课。
（二）老师和助教的培训
分校区收看端的学生管理主要是由助教负责，正式上课前一周，我们会把助教集中起来进行培训，主要讲解系统的基本操作和一些常见问题的处理。如学生端提问需要助教在教室电脑上敲击F1等。第一周的上课前，我们工作人员也会告知老师该系统的注意事项：教师讲台站位和镜头切换的关系、鼠标点击和分校区学生端收看到PPT内容的关系和话筒如何开关。
（三）后台管理
后台管理人员会提前半个小时开启系统，开启后初步观察各校区系统运行情况，同时根据课程安排设置教师端和学生端，打开学生端收看软件，进入准备直播的状态。
（四）正式上课
上课铃声打响后，工作人员在后台摁下录制键，学生端收看软件进入正在直播状态。根据预设策略，分校区学生端能及时收看到老师的PPT或黑板内容。分校区学生端如果有问题可以通过敲击键盘上F1键进行提问，这时教师电脑上右下角会出现一个对话框，对话框上会显示是哪个校区的学生提问，老师通过对话框上的同意/不同意键选择是否和该校区学生进行互动。如果老师选择同意，教师电脑左上方会出现分校区的画面，分校区学生可以通过录播系统上的鹅颈话筒与老师进行“面对面”交流。
四、师生使用反馈
为了了解教室学生对该系统的意见，我们专门制作了调查问卷，从课程教学方式、系统使用和助教管理三个方面征求，最后共收到有效问卷50份（老师11份，学生39份）。汇总结果如下：
（一）所有的师生都认可这套系统的稳定性，45.5%的老师都认为这样的教学方式很好，而肯定这样教学方式的学生超过了总数的89%。有超过36.7%的老师知道所有的功能，大部分老师只知道“跨校区提问”以及“在线收看”功能，不知道“课程录像”这一功能。另一方面，超过46%的学生说出了这套系统的所有功能，剩下的学生中有超过80%不知道“课程录像”这一功能。
（二）超过72%的教师及超过69%的学生认为，此套系统可以方便师生，并加大各校区间的交流；而36.4%的教师以及41%的学生甚至认为，其他的通识课程也完全可以尝试这套系统。另外，超过54%的老师以及69%的学生认为“名师讲座”“专题报告”等学习交流活动也可以通过这套系统进行。
（三）本学期各校区助教都能认真负责地履行他们的职责，总体满意率超过87%。而对于突发状况，也能令人满意地解决，满意率达到69%。更重要的是，不仅有赖于复旦通识教育网站，助教们也能够及时传达教师的信息及通知，不让分校区的同学感到不便，满意率超过74%。
通过分析调查问卷，我们发现还存在一些亟待解决问题，例如由于网络不稳定造成的卡屏现象，由于老师和助教每学期的更新造成他们对系统功能了解不多等。
五、未来发展趋势
由于影响本系统运行的最大因素就是网络问题，而目前我国正在加大对于高校和中小学网络建设的投入，通过建设教育系统内的交互教学系统，可以部分解决我国高校中小学师资分配不均的矛盾。
目前我国网络用户不断的增长，目前中国已经是全球网络用户最多的国家，网络带宽也不断的增加，通过交互教学系统，可以让学校教育资源更好地为社会服务。
【参考文献】
[1]郝大魁.浅谈高校课程录播系统的构建和应用[J].教育传播与技术，2010（4）.
[2]张军翔.基于视频流媒体技术的交互教学系统的研究[J]. 湖北师范学院学报（自然科学版），2005（2）.
[3]林洪艺.流媒体组播服务器的构建及软件开发[D].厦门：厦门大学，2008.